【題目】利用銅萃取劑M,通過如下反應(yīng)實(shí)現(xiàn)銅離子的富集:

(1)關(guān)于M所含元素的說法正確的是______________。

A.電負(fù)性由大到小順序:O>N>C>H

B.第一電離能由大到小的順序:O>N>C

C.氮原子以sp2雜化軌道與氧原子形成σ鍵

D.從物質(zhì)分類角度M屬于芳香烴,M中所有的碳原子不可能共面

E.組成M元素的氫化物穩(wěn)定性:CH4<H2O<NH3

(2)上述反應(yīng)中斷裂和生成的化學(xué)鍵有_______(填序號)。

A.氫鍵 B.配位鍵 C.金屬鍵 D.范德華力 E.共價(jià)鍵 F.離子鍵

(3)MW(分子結(jié)構(gòu)如上圖)相比,M的水溶性小,更利于Cu2+的萃取。M水溶性小的主要原因是_______________

(4)基態(tài)Cu2+的外圍電子排布圖為________________,Cu2+等過渡元素水合離子是否有顏色與原子結(jié)構(gòu)有關(guān),且存在一定的規(guī)律。判斷Sc3+、Zn2+的水合離子為無色的依據(jù)是_____________________________________________________________

離子

Sc3+

Ti3+

Fe2+

Cu2+

Zn2+

顏色

無色

紫紅色

淺綠色

藍(lán)色

無色

(5)已知:Y原子最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性最強(qiáng)。銅與Y形成化合物的晶胞如附圖所示(黑點(diǎn)代表銅原子,空心圓代表Y原子)。

①該晶體的化學(xué)式為_______________。(用元素符號表示)

②已知銅和Y原子的電負(fù)性分別為1.93.0,則銅與Y原子形成的化合物屬于____________(填“離子”或“共價(jià)”)化合物。

③已知該晶體的密度為ρg·cm3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則該晶體中銅原子與Y原子之間的最短距離為_______________pm(只寫計(jì)算式)。

【答案】ACBEM能形成分子內(nèi)氫鍵,使溶解度減小3d軌道上沒有未成對電子(3d軌道上電子為全空或全滿)CuCl共價(jià)××1010×1010×1010

【解析】

(1)M所含元素為C、H、O、N;

A.元素的非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越強(qiáng);即同周期自左而右電負(fù)性增大;同一主族元素從上到下電負(fù)性逐漸減;

B.同周期元素從左到右元素的第一電離能逐漸減小,則C元素的最小,由于N2p軌道電子為半充滿狀態(tài),難以失去電子,第一電離能大于O;

C.由結(jié)構(gòu)簡式可知N原子共形成3對共價(jià)鍵,1個(gè)配位鍵,即N原子采取sp2雜化;

D.芳香烴是含有苯環(huán)的烴,只含碳?xì)鋬煞N元素;

E.元素的非金屬性越強(qiáng),氫化物越穩(wěn)定,以此解答。

(2)酚羥基中O-H間斷裂,銅離子與O原子、N原子之間形成配位鍵,據(jù)此解答即可;

(3)分子內(nèi)氫鍵的存在,導(dǎo)致水溶性減小,據(jù)此解答即可;

(4)根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫Cu原子的核外電子排布式,電子按能層高低進(jìn)行失去,進(jìn)而書寫Cu2+的外圍電子排布圖;判斷Sc3+、Zn2+離子的原子核外3d軌道上是否含有電子來判斷是否有顏色;

(5)Y原子最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性最強(qiáng),可知Y是氯元素(Cl),該晶胞中銅原子個(gè)數(shù)=4,Cl原子個(gè)數(shù)=8× 1/8 +6× 1/2=4;

②電負(fù)性差大于1.7的鍵一般是離子鍵,小于1.7的一般為共價(jià)鍵,據(jù)此判斷;

③Cu原子與周圍的4個(gè)Cl原子形成正四面體結(jié)構(gòu),正四面體體心的Cu與晶胞頂點(diǎn)Cl原子距離最短,它們的連線處于晶胞體對角線上,且為晶胞體對角線長度的 1/4 ,根據(jù)晶胞含有原子數(shù)目計(jì)算晶胞質(zhì)量,結(jié)合密度計(jì)算晶胞體積,進(jìn)而計(jì)算晶胞棱長,晶胞體對角線長度為棱長的 倍。

(1)A.元素的非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越強(qiáng);即同周期自左而右電負(fù)性增大;同一主族元素從上到下電負(fù)性逐漸減小,故電負(fù)性由大到小順序:O>N>C>H,A正確

B.同周期元素從左到右元素的第一電離能逐漸減小,則C元素的最小,由于N2p軌道電子為半充滿狀態(tài),難以失去電子,第一電離能大于O,所以第一電離能從大到小的順序?yàn)椋?/span>N>O>C,B錯(cuò)誤;

C.由結(jié)構(gòu)簡式可知N原子共形成3對共價(jià)鍵,1個(gè)配位鍵,即N原子采取sp2雜化,故C正確;

D.芳香烴是含有苯環(huán)的烴M不屬于芳香烴,D錯(cuò)誤;

E.元素的非金屬性越強(qiáng),氫化物越穩(wěn)定,則組成M元素的氫化物穩(wěn)定性:CH4NH3H2O,E錯(cuò)誤

因此,本題答案為:AC;

(2)M中酚羥基中O-H間斷裂,銅離子與O原子、N原子之間形成配位鍵,

因此,本題答案為BE;

(3)由于M能形成分子內(nèi)氫鍵,使溶解度減小,

因此,本題答案為:M能形成分子內(nèi)氫鍵,使溶解度減小;

(4)Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,故基態(tài)Cu2+的外圍電子排布圖為,Zn2+離子的原子核外排布式為1s22s22p63s23p63d10,d軌道上有10個(gè)電子,故Zn2+無色,Sc3+離子的原子核外排布式為1s22s22p63s23p6,其d軌道上有0電子,處于全空,故沒有顏色,

因此,本題答案為;3d軌道上沒有未成對電子(3d軌道上電子為全空或全滿);

(5)Y原子最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性最強(qiáng),可知Y是氯元素(Cl)。

①該晶胞中銅原子個(gè)數(shù)=4,Cl原子個(gè)數(shù)=8× 1/8 +6× 1/2 =4,所以其化學(xué)式為CuCl;

②銅和的電負(fù)性相差3.01.9=1.1,電負(fù)性差大于1.7的鍵一般是離子鍵,小于1.7的一般為共價(jià)鍵,故Cu與Y形成的化合物屬于共價(jià)化合物,故答案為:共價(jià);

③四面體的中心原子與兩個(gè)頂點(diǎn)形成的夾角為109°28′,設(shè)銅原子與Y原子之間的距離(即中心原子與頂點(diǎn)的距離)為x,立方體邊長a,則四面體的邊長為 a,則由余弦定理可得:(a)2=x2+x2-2x2cos109°28′,x=,由于cos2α=1-2sin2α,

所以cos109°28′=1-sin254°44′,1-cos109°28′=sin254°44′,x=

晶體體積為 zM/NAρ,z表示一個(gè)晶胞中含有的CuCl的數(shù)目,已知z=4,

a=×1010,x=×1010。

由于sin54°44′=cos35°16′,x=×1010。

四面體頂點(diǎn)到中心的距離與四面體邊長的關(guān)系為x= a=a,故x=××1010pm。

因此,本題答案為××1010×1010×1010。

練習(xí)冊系列答案
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(1)上述反應(yīng)類型為________反應(yīng)。若使CH3 CH(OH)-SO3Na全部變成乙醛,可采用的試劑是____________________;分離乙醛的操作方法 _____________

(Ⅱ)實(shí)驗(yàn)室利用苯甲醛(安息香醛)制備苯甲醇和苯甲酸的化學(xué)原理:

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苯甲醛:熔點(diǎn)(℃):-26℃,微溶于水,易溶于有機(jī)溶劑;

苯甲酸:溶解度為0.344g(25℃),易溶于有機(jī)溶劑.主要過程如圖所示:

回答下列問題:

(2)操作的名稱是___________,乙醚溶液中所溶解的主要成分是__________;

(3)操作的名稱是________,產(chǎn)品乙是_______________

(4)按上述操作所得的產(chǎn)品甲中常含有一定量的有機(jī)雜質(zhì)___________(填寫雜質(zhì)的名稱);限用下列試劑:酸性KMnO4、稀NaOH溶液、稀H2SO4、飽和NaHSO3溶液.寫出檢驗(yàn)產(chǎn)品甲中含有該雜質(zhì)的過程:______________________________

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(2)第②步操作的目的是除去粗鹽中的__________(填化學(xué)式),判斷BaCl2已過量的方法是____________________________________________________________

(3)在第③步操作中,選擇的除雜的試劑不能用KOH代替NaOH,理由是________________。

(4)第⑤步過濾操作中得到沉淀的成分有:泥沙、BaSO4、________、__________。

(5)“蒸發(fā)結(jié)晶用到的器材有:鐵架臺(鐵圈)、坩堝鉗、酒精燈、火柴、玻璃棒、______。

(6)第④步除原食鹽中雜質(zhì)離子與碳酸根的反應(yīng)外還有的反應(yīng)的離子方程式為:______________________________

(7)第⑥步操作中涉及反應(yīng)的離子方程式有:__________________、__________________。

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